县域尺度的广西休耕空间分区研究

陈展图，李烨珈，黄新雨

1.广西师范大学环境与资源学院，广西 桂林 541006

2.上海师范大学环境与地理科学学院，上海 200234

耕地是人类生存、社会发展、粮食生产的根本和载体。随着有限的耕地资源被高强度利用，耕地出现了质量退化、污染加重等问题。休耕是发达国家普遍采取的一种保护和修复耕地地力的措施。为有序开展休耕，我国从2016年起开始在地下水漏斗区、西南石漠化区、西北干旱区开展休耕制度试点，而后扩展到东北、长江下游等地区。“轮作休耕”已被写入2019 年1 月1 日起实施的《中华人民共和国土壤污染防治法》。2020 年1 月1 日起施行的新的《中华人民共和国土地管理法》第三十六条明确指出“各级人民政府应当采取措施，引导因地制宜轮作休耕”。

此次研究以广西111 个县（市、区）为单元，基于耕地的多元功能构建指标体系，将其划分为优先休耕区、重点休耕区、一般休耕区、暂不休耕区4 个类型区，并针对各类型区提出差异化休耕建议，为广西有规划地推进休耕工作、建立休耕制度提供参考。

1 耕地休耕优先性评价指标体系构建

耕地休耕需要考虑耕地的多元功能。研究小组参考已有研究成果，遵循系统性、科学性、数据可获取性的原则，从耕地的生产功能、生活功能和生态功能出发，结合指标数据预运算结果，选取耕地面积占比、复种指数、地均粮食产量、人均粮食保证率、农地产值占比、产业结构、有效灌溉面积占比、耕地化肥使用量负荷、耕地农药使用量负荷9 个指标（见表1），综合评价广西111 个县（市、区）在休耕上的优先性。以上指标的数据主要来源于《广西统计年鉴2021》中的“111 个县（市、区）主要经济指标（2020 年）”，其中复种指数、耕地化肥使用量负荷、耕地农药使用量负荷等指标的数据来源于各县（市、区）国民经济和社会发展统计公报。

表1 广西县域尺度耕地休耕优先性评价指标体系表

1.1 生产功能指标

此次研究采用耕地面积占比、复种指数、地均粮食产量来衡量耕地的生产功能。

（1）休耕的前提是坚守耕地面积不减少。研究小组考虑到广西耕地资源不丰富的情况，引入了耕地面积占比这一指标。

（2）复种指数受经济发展状况、科学技术水平、水热条件、土壤条件等因素制约，可从侧面反映耕地生产能力的高低[1]。如水热条件好、农业科技投入大的地区，复种指数较高，不适宜优先施行休耕。

（3）地均粮食产量的高低直接反映了耕地粮食供给生产能力的大小[2]。地均粮食产量越高，耕地生产能力越强，不宜优先进行休耕；反之，则应优先进行休耕或退耕。

1.2 生活功能指标

耕地的生活功能是耕地的一项重要功能，主要体现在维护社会安定、保障社会就业、保障人民生活等方面。此次研究采用人均粮食保证率、农地产值占比、产业结构来衡量耕地的生活功能。

（1）粮食作物是人们生产、生活最基本的原料，人均粮食保证率可反映耕地的粮食安全保障能力。此次研究参照国际惯例，以保障每年人均400 kg 粮食为基准值进行测算[3]。人均粮食保证率数值越小，反映出该区域耕地保障社会生产、人民生活的能力越弱，不适宜进行休耕。

（2）农地产值占比用于反映耕地经济产出水平和生产力的高低[4]。农地产值占比大，按照用地集约、规模生产的原则，不宜优先进行休耕。

（3）产业结构指标，采用二三产业增加值占地区生产总值的比例来反映[5]。该比例越小，表明该地区对第一产业的依赖程度越大，休耕对其经济水平影响较大，不宜优先进行休耕。

1.3 生态功能指标

新时代背景下，耕地的生态功能逐渐显化且重要性日益突出，不合理的开发利用方式会损害耕地的生态功能。此次研究采用有效灌溉面积占比、耕地化肥使用量负荷、耕地农药使用量负荷来衡量土地的生态功能。有效灌溉面积越大，在一定程度上表明耕地基础设施越好，为继续发挥水利基础设施作用，耕地休耕的优先性就越低；反之，则说明耕地灌溉条件不理想，应通过休耕来弥补耕地基础设施短板。由于耕地资源总量不足、分布零散，以及本底质量不高，广西主要通过增加化肥、农药使用量的方式来提高耕地单位面积产出。广西耕地的农药、化肥施用量长期居高不下，单位耕地化肥施用强度（0.042）超过全国平均水平（0.036）[6]。化肥、农药使用量负荷量大的耕地的休耕优先程度高。

2 研究方法与数据处理

2.1 指标权重计算

（1）此次研究采用因子分析法来确定准则层3 个因子（生态功能、生活功能、生产功能）的权重。研究小组将所有指标数据导入SPSS 软件并进行因子分析，结果显示KMO 值为0.689 ＞0.6，同时指标数据通过了Bartlett球形检验（P=0 ＜0.05），说明满足因子分析的前提要求，意味着数据可用于进行因子分析（见表2）。运算结果如表3 所示，3 个因子的特征根值＞1[7]，旋转后的方差解释率分别为34.876%、27.082%、13.337%，累积方差解释率超过75%，可见这3 个因子包含了绝大部分解释。由旋转后方差解释率除以旋转后累积方差解释率，即可得到3 个因子的权重分别为0.463、0.360、0.177。

表2 KMO 和Bartlett 的检验表

表3 因子的特征根、累计贡献率表

（2）采用旋转后因子载荷系数来检验、确定各因子与指标的对应关系情况，当因子载荷系数绝对值＞0.4 时，说明该指标和因子有对应关系（见表4）。耕地化肥使用量负荷、耕地农药使用量负荷、有效灌溉面积占比、复种指数在因子1 上载荷较高。因此，研究小组把因子1 确定为生态功能，考虑到复种指数这一指标和生态功能没有对应关系，所以将复种指数从因子1 中剔除，归入因子3。农地产值占比、产业结构（绝对值）、人均粮食保证率在因子2 上载荷较高，研究小组将因子2 确定为耕地的生活功能。地均粮食产量、耕地面积占比在因子3 上载荷较高，研究小组将因子3 确定为耕地的生产功能。

表4 旋转后因子载荷系数表

（3）研究小组利用SPSSAU 数据科学分析平台进行熵权法的计算，确定各项指标权重。首先，将所有指标数据导入SPSSAU 数据科学分析平台在线操作系统，依次进行“数据处理—生成变量—对正向指标、负向指标分别进行正向化处理（MMS）、负向化处理（NMMS）”的系列操作，完成对数据的处理；然后，选择“综合评价—熵值法”的操作，分3 次计算分别得出3 个准则层所包括指标的权重系数，即分别对生态功能因子、生产功能因子、生活功能因子所包含的指标进行权重计算，结果如表5 所示；最后，将各个指标的权重系数与其对应准则层的权重相乘可得到各个指标的最终权重（见表6）。

表5 利用熵权法得到的各指标的熵权表

表6 休耕优先性评价指标体系及其权重表

2.2 指标的标准化

由于指标的单位不同（即存在不同量纲），因此要对各项指标进行无量纲化处理（即标准化），此次研究采用极值标准化法处理。

（1）正向指标标准化方法：

式（1）中，Yi为i指标的标准化值；Xi为i指标的观测值；min {Xi}为i指标的最小值；max {Xi}为i指标的最大值；n为i指标的个数，即广西111 个县（市、区）。

（2）负向指标标准化方法：

（3）休耕优先性综合得分：

式（3）中，F为综合得分；WI、YI分别为对应该指标的权重值及其标准化值。

3 县域尺度的广西休耕空间分区

研究小组计算111 个县（市、区）的休耕优先性得分后，在ArcGIS 中对其采用自然间断点分级法（Jenks）进行分级，并进行地理空间分布分析。

研究小组按自然断点分级法将111 个县（市、区）休耕优先性得分分为4 个等级，分别为优先休耕区[0.450，0.960]、重点休耕区（0.960，1.382]、一般休耕区（1.382，1.822]、暂不休耕区（1.822，2.674]4 个类型。得分越小的区域，休耕优先性越强，宜优先安排休耕；反之，休耕优先性越弱，不宜安排休耕（见表7）。

3.1 优先休耕区

从空间分布上来看，优先休耕区大部分是城市特征较为明显的地域，如崇左、柳州、桂林、南宁城市周边区域。综合分析以上区域休耕优先性高的原因如下：一是这些区域紧邻城市，为了满足城市对农产品的大量需求，农户普遍通过增加化肥、农药的使用量来缩短农作物生长周期、提高作物产量，以获得更多收益，耕地化肥、农药载荷较大。如桂林市七星区耕地农药施用量为0.061 t/hm2，南宁市青秀区耕地农药施用量为0.049 t/hm2，均远高于0.019 t/hm2的广西平均水平；梧州市长洲区耕地化肥施用量达2.932 t/hm2，也远高于1.915 t/hm2的广西平均水平。从耕地可持续利用的角度来看，化肥、农药负荷大的耕地应该优先休耕，尽快休养生息。二是这些区域大部分为城区，二三产业较为发达，产业结构良好，休耕对人们的生产、生活影响较小。即便进行休耕，二三产业也可以容纳剩余劳动力。但是，这并不意味着优先休耕区内所有的耕地同时进行休耕，而应有序进行。例如，城郊耕地可以有序退出生产领域，从生产功能向科教、景观等功能转变。

3.2 重点休耕区

重点休耕区主要分布在广西西部和北部，有百色市的德保县、凌云县，河池市的凤山县、南丹县，柳州的融水苗族自治县、三江侗族自治县等。重点休耕区的休耕优先程度较高，应承担较多的休耕指标。在空间分布上，重点休耕区的数量呈现自桂西北向桂东南逐渐减少的趋势，这种分布趋势可以从自然条件方面得到很好的解释。广西土地资源空间分布不均，桂西北喀斯特地貌广泛发育，石漠化问题较严重，坡陡且土薄，耕地生态环境较差、生产率低、基础设施薄弱，人地矛盾突出；而桂东南耕地资源优于桂西北。如忻城县、隆林县、巴马瑶族自治县耕地有效灌溉面积占比分别为15.24%、17.36%、19.26%，低于43%的广西平均水平；都安瑶族自治县、凤山县、巴马瑶族自治县地均粮食产量分别为2.969 t/hm2、3.418 t/hm2、3.481 t/hm2，低于4.726 t/hm2的广西平均水平。因此，应及时对重点休耕区质量差、肥力低、产出少的耕地进行休耕，并且在休耕的同时采取还林还草、土地综合整治、土壤培肥等方式恢复受损耕地地力，保护好脆弱的耕地生态。

3.3 一般休耕区

一般休耕区多分布在广西南部和东部地区，代表性区域有玉林市的博白县、容县，梧州市的苍梧县、藤县，钦州市的灵山县、钦北区，南宁的横州市等。一般休耕区的休耕优先程度不高，可有选择地进行小面积的休耕。桂东南地区多为低山丘陵、盆地和冲积平原，自然条件相对较好，农业生产条件较优越，是广西十分珍贵的耕地资源，承担着农产品主产区的功能，不太适合优先、大规模地进行休耕，可有选择地进行休耕。如钦州市钦北区、灵山县耕地化肥施用量分别为4.621 t/hm2、4.435 t/hm2，耕地农药施用量分别为0.042 t/hm2、0.024 t/hm2，均高于广西平均水平。因此，为了当地农业生态环境的可持续发展，可在这两地有选择地开展休耕。博白县、灵山县这类人口超百万的大县应该在保证本区域粮食安全、农产品供给充足的情况下缓步推进休耕。

3.4 暂不休耕区

暂不休耕区代表性区域有南宁的武鸣区、宾阳县，来宾的象州县以及桂林的永福县、恭城瑶族自治县、全州县等。从经济结构和产业特征来看，暂不休耕区的农业生产基较础好（如桂林市阳朔县、灵川县、兴安县、永福县耕地有效灌溉面积占比分别为95%、82%、73%、62%，均远高于43%的广西平均水平），且拥有各自的地理标志农产品，如武鸣的沃柑、恭城的月柿、象州的红米等。这些区域对农业的依赖程度较大，第一产业对于该区域经济发展、社会稳定有着重要作用。暂不休耕并非意味着该区域内所有的耕地都不进行休耕，一些特殊地区的耕地如靠近水源保护区、自然保护区、森林公园、地质公园等和受到污染的耕地也应适度安排休耕，但面积不宜过大。

4 科学推进广西耕地休耕的对策

4.1 守住耕地总量红线，休耕提高耕地质量

广西人均耕地面积较少，粮食供给处于紧平衡状态，不宜进行大规模休耕。广西实行休耕制度，应在坚守耕地总量红线的前提下推行。此外，广西还存在因耕地破碎化而导致的生产难以机械化、规模化及效益低下等问题。因此，在休耕的同时应整合耕地资源，通过土地置换、综合整治等手段使耕地集中起来。具体来说，就是在保障粮食供给稳定的前提下，对质量差、贡献低的耕地进行休耕，同时整合零散破碎的耕地资源，维持耕地资源总量的动态平衡与稳定，提高耕地质量。

4.2 科学划分休耕类型，探索实施精准休耕

耕地资源的差异性决定了分区分类休耕的必要性。优先休耕区耕地生态脆弱，人地协调性差；耕地坡度较大，土层较薄，容易受侵蚀；农田基础设施较为薄弱；耕地地力差，农作物产量低。优先休耕区耕地应每年强制性休耕一定比例的耕地，发挥耕地的生态调节功能和生态治理干预作用，实现经济效应和生态效应同频共振。在强制休耕的同时，要加强优先休耕区农田基础设施建设，大力开展土地整治，努力提高耕地地力，为推广休耕发挥带动作用。

重点休耕区耕地条件比优先休耕区稍好，但土壤肥力、耕地生态、农田基础设施仍较差，也应当每年安排一定面积的耕地休耕。重点休耕区的休耕政策以引导性为主、强制性为辅，应建立引导农户积极参与休耕的激励机制，注重与农业供给侧结构性改革相衔接。

一般休耕区的休耕导向是农户自主申请，但要限制休耕规模并明确参与休耕的基本条件，如耕地地块大小、耕地位置等。

暂不休耕区原则上暂不安排休耕项目，但一些特殊区域（如水源保护区、自然保护区等）的耕地具有特殊的生态价值或景观价值，也可以适度安排休耕或者退耕。

4.3 加强休耕制度设计，完善休耕工作机制

休耕是一项系统工程。在推行休耕制度的过程中，相关部门要不断完善轮作休耕补助政策，对参与休耕的农民给予合理的补助，保障其基本生活，避免出现因利益得不到保障而导致休耕意愿减弱的情况。休耕不是撂荒，实行休耕制度的目的是让耕地得到休养生息，同时加以治理，确保急用之时耕地用得上、粮食产得出。因此，在实施休耕的过程中要加强对休耕耕地的监督管理。在休耕技术方面，既要积极采取行动改善耕地的质量，也要对休耕后的植被种植、水利设施和道路维护等进行补贴或奖励，做好对休耕耕地的监测、休耕效益的评估等工作。此外，还要监测农民的休耕参与情况，了解休耕的落实情况，保证休耕工作正常持续进行。

5 结语

此次研究从耕地的生产功能、生态功能、生活功能3 个维度构建耕地休耕优先性评价指标体系，将休耕优先性划分为4 个等级，将广西111 个县（市、区）的耕地分为优先休耕区、重点休耕区、一般休耕区、暂不休耕区4 个类型，并针对不同类型提出差异化的休耕建议，但还存在一些不足。首先，在选取耕地休耕优先性评价指标时，土壤的理化性质是影响耕地生产能力的一个重要因素，但限制于数据的可获得性，此次研究所选指标中缺乏直接反映耕地理化性质和耕地质量的指标，如土壤pH 值、土壤有机质含量、坡度、土壤肥力等级等，导致耕地休耕优先性评价结果可能出现偏差。其次，耕地优先性评价指标的选择及其权重的计算方法对评价结果的影响尤为重大，选取不同的指标和权重计算方法可能会得到不同的结果。最后，此次研究是以县（市、区）为研究单元，尺度较大，忽略了区域内耕地资源内在的差异性。因此，为了做到精准休耕，下一步应开展耕地地块尺度的休耕研究，并明确不同休耕类型的具体规模，为“定量、定位、定序”休耕奠定基础[8]。